(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を覆う絶縁体を有し、この絶縁体は、発泡層と、この発泡層を覆う非発泡層とを少なくとも備えた絶縁電線であって、
前記発泡層は、発泡最大気泡径が115μm以下であり、
前記非発泡層は、ポリプロピレン60〜80質量部と、オレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる樹脂組成物からなり、前記発泡層は、ポリプロピレン100質量部となる樹脂組成物に対して、金属水和物40〜70質量部を含むことを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
請求項１記載の絶縁電線であって、
前記発泡層は、発泡最大気泡径が80μm以下であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項３】
請求項２記載の絶縁電線であって、
前記発泡層は、絶縁体材料の硬度がショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲であることを特徴とする絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用される絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の絶縁電線としては、導体上にポリオレフィン系樹脂組成物からなる一次被膜層と二次被膜層とが形成されており、二次被膜層がポリプロピレン80〜95質量部とポリエチレン20〜5質量部とからなるポリオレフィン系樹脂混和物100質量部に対して、水和金属化合物80〜100質量部とトリアジン系難燃剤30〜50質量部とを含む難燃性樹脂組成物からなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この絶縁電線では、難燃剤としてトリアジン系難燃剤（以下、リン系難燃剤とする）と水和金属化合物（以下、金属水和物とする）とを併用することにより、各難燃剤の上限添加量及び総添加量を少なくさせ、大量添加によって引き起こされる絶縁体の重量増加を抑制させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような絶縁電線では、難燃剤としてリン系難燃剤を用いているため、温水浸漬条件下においてリン系難燃剤が樹脂から浮き出てしまう温水浸漬化におけるブリードアウト現象の懸念があった。
【０００６】
そこで、難燃剤としてリン系難燃剤を用いた絶縁電線で実験を行ったところ、ブリードアウト現象が確認され、水もしくは温水に触れない絶縁体にのみトリアジン系難燃剤を用いてもブリードアウト現象が確認された。
【０００７】
このように難燃剤としてリン系難燃剤を用いてしまうと、温水浸漬条件下ではブリードアウト現象によって絶縁抵抗が低下してしまう。加えて、リン系難燃剤は、金属水和物に比べ高価であるため、絶縁体が高コスト化してしまう。
【０００８】
そこで、この発明は、リン系難燃剤を用いずに軽量化することができる絶縁電線の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、導体を覆う絶縁体を有し、この絶縁体は、発泡層と、この発泡層を覆う非発泡層とを少なくとも備えた絶縁電線であって、前記発泡層は、発泡最大気泡径が115μm以下であり、前記非発泡層は、ポリプロピレン60〜80質量部と、オレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる樹脂組成物からなり、前記発泡層は、ポリプロピレン100質量部となる樹脂組成物に対して、金属水和物40〜70質量部を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の絶縁電線であって、前記発泡層は、発泡最大気泡径が80μm以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の絶縁電線であって、前記発泡層は、絶縁体材料の硬度がショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リン系難燃剤を用いずに軽量化することができる絶縁電線を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る絶縁電線の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る絶縁電線の実施例と比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る絶縁電線の比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図６】図５の比較例における気泡径を変化させたときの破壊電圧の変化を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る絶縁電線の実施例と比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る絶縁電線を端子に圧着させたときの上面図である。（ｂ）は図１０（ａ）の側面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る絶縁電線の比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る絶縁電線の比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る絶縁電線の実施例と比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図１４】図１３の実施例と比較例における最大気泡径を変化させたときの皮むき寸法精度の変化を示した図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る絶縁電線の実施例と比較例における特性評価を記した表を示した図である。
【図１６】図１５の実施例と比較例における内層材料硬度を変化させたときの電線柔軟性の変化を示した図である。
【図１７】図１５の実施例と比較例における内層材料硬度を変化させたときの皮むき寸法精度の変化を示した図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る絶縁電線の実施例における特性評価を記した表を示した図である。
【図１９】図１８の実施例における外層材料硬度を変化させたときの皮むき寸法精度の変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図１９を用いて本発明の実施の形態に係る絶縁電線について説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１〜図６を用いて第１実施形態について説明する。
【００１７】
本実施の形態に係る絶縁電線１は、導体３を覆う絶縁体５を有し、この絶縁体５は、発泡層７と、この発泡層７を覆う非発泡層９とを備えている。
【００１８】
そして、発泡層７は、発泡最大気泡径が115μm以下である。
【００１９】
また、非発泡層９は、ポリプロピレン60〜80質量部と、オレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる樹脂組成物からなり、発泡層７は、ポリプロピレン100質量部となる樹脂組成物に対して、金属水和物40〜70質量部を含む。
【００２０】
図１〜図３に示すように、絶縁電線１は、絶縁体５が導体３を被覆して形成されている。絶縁体５は、導体３の表面を覆って形成された発泡層７と、この発泡層７を覆って形成された非発泡層９との２層構造となっている。
【００２１】
発泡層７は、ポリプロピレン（ＰＰ）100質量部となる組成を有する樹脂に対して、金属水和物としての水酸化マグネシウム（水酸化Ｍｇ）40〜70質量部を含み、複数の気泡１１が形成されている。この発泡層７は、樹脂原料中に発泡剤を加え、押出し成形する時の加熱等によって発泡させることにより、複数の気泡１１が形成されて成形される。
【００２２】
なお、発泡剤は、熱分解型の化学系発泡剤を用いることができ、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、P, P'−オキシビスベンゼンスホニルヒドジド（ＯＢＳＨ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）を用いることが好ましい。
【００２３】
この発泡剤の添加部数は1〜4質量部が好ましい。1質量部に満たないと発泡剤の種類にもよるが、ほとんど発泡しない。加えて、ガスの分散効率が悪いために発泡層７に発泡している部分と発泡していない部分とが生じる（発泡ムラの発生）。逆に、4質量部を超え、例えば5質量部であると発泡層７を成形する時の押出機内部でのガスの発生量が多くなってしまい、押出機外部へ押し出された場合（圧力開放）でも発泡気泡セル同士が合一してしまい、気泡径が大きくなってしまう。そのため、気泡径増大による耐電圧特性の低下が生じるので好ましくない。また、発泡層７の表面に非発泡層９が形成されるとはいえ、絶縁体製品の外観としても劣悪になるおそれがある。
【００２４】
また、発泡層７に気泡１１を形成させる方法としては、発泡剤を添加する代わりに、発泡層７用の樹脂組成物に注入圧力25〜45MPaで不活性ガスを注入することにより物理的に発泡させて、発泡層７を形成することもできる。
【００２５】
発泡層７における気泡１１の気泡径は、115μm以下とする。これは、気泡１１の気泡径が115μmを超えると、耐電圧特性が低下するので、自動車用低電圧電線の絶縁体として好ましくない。この気泡径は、発泡して形成された気泡１１の最大気泡径のことをいい、発泡層７の断面を光学顕微鏡で観察して各気泡１１の最大気泡径ｄを測定し、各最大気泡径ｄのうち最も大きな気泡径を発泡最大気泡径とし、この発泡最大気泡径を115μm以下とした。なお、内層断面の顕微鏡視野像を撮像し、この撮像データを画像データとしてコンピュータに入力して画像解析ソフトウエアにより気泡径を求めることもできる。
【００２６】
この発泡層７における気泡１１の割合は、発泡層７用の樹脂原料に加えられる発泡剤の添加量によって、発泡することによる発泡層７の軽量化と、耐電圧特性の変化を勘案して適正な量とすることができる。
【００２７】
このような発泡層７は、ポリプロピレン100質量部となる組成を有する樹脂に対して、水酸化マグネシウム40〜70質量部を含む。ポリプロピレンは、ハロゲンフリー絶縁体のベース樹脂に好適である。また、水酸化マグネシウムは、発泡層７に対して難燃性を与える難燃剤として機能する。この水酸化マグネシウムのような金属水和物を大量添加してしまうと、絶縁体５の重量が増加してしまうが、気泡１１の発泡最大気泡径を115μm以下とすることにより、必要最低限の金属水和物の添加量で絶縁体５に難燃性を付与することができ、絶縁体５の重量を低減することができる。この発泡層７の外周側は、非発泡層９によって覆われている。
【００２８】
なお、ポリプロピレンとしては、ブロックコポリマータイプ、又はホモポリマータイプなど、一般的なポリプロピレンから用途に合うものを用いることができる。このうち、自動車用絶縁電線用途としては、ブロックコポリマータイプのものを選択すると曲げ弾性率が高く、引張破壊伸びひずみが大きく、耐摩耗性及び耐屈曲性に優れるので好ましい。具体的な商品には、日本ポリプロ株式会社のFB5100等を挙げることができる。
【００２９】
非発泡層９は、ポリプロピレン60〜80質量部と、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）20〜40質量部とを含み100質量部となる組成を有する樹脂からなる。この非発泡層９の樹脂は、ポリプロピレンの他にオレフィン系エラストマーを含んでいる。このオレフィン系エラストマーは、非発泡層９に対して柔軟性を与え、絶縁体５の柔軟性を向上させる。
【００３０】
なお、オレフィン系エラストマーは、一般的にポリプロピレンの中に、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＤＭ，ＥＰＭ）を微分散させた熱可塑性エラストマーであり、自動車用の低圧電線絶縁体材料として適切なものを一種又は二種以上選択し、単独で又は混合して用いることが好ましい。具体的な商品には、株式会社プライムポリマーのプライムTPO、サンアロマー株式会社のCatally、三井化学株式会社のタフマー、JSR株式会社のEXCELINK3700等を挙げることができる。
【００３１】
このような絶縁体５における発泡層７の厚さt1及び非発泡層９の厚さt2は、絶縁電線１に用いられる絶縁体５の全体の厚さの内で、適切に厚さを配分して定めることができる。本実施の形態に係る絶縁体５では、発泡層７の厚さｔ１を0.25mmとし、非発泡層９の厚さｔ２を0.1mmとした。
【００３２】
ここで、本実施の形態に係る絶縁電線１では、同一の発泡率でも気泡径を細かくすることで、破壊電圧を向上することができる。また、非発泡層９の厚みを厚くすることで、破壊電圧の向上は容易であるが、発泡層７の断面積が小さくなってしまい、絶縁電線１の軽量化の効果が薄れてしまう。
【００３３】
そこで、本実施の形態に係る絶縁電線１は、発泡層７の組成、構造（発泡構造）により軽量化と耐電圧特性との良好なバランスを図っているので、このような観点からは発泡層７の厚みが非発泡層９の厚みよりも厚いことが好適である。
【００３４】
この絶縁電線１は、ポリプロピレン100質量部に対して水酸化マグネシウム40〜70質量部を含んだ組成を有する樹脂組成物に発泡剤を添加し、導体３を覆うように発泡層７を押出成形させる。これと同時に、ポリプロピレン60〜80質量部とオレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる組成を有する樹脂組成物を、発泡層７を覆うように非発泡層９を押出成形させる。
【００３５】
また、発泡剤を添加する代わりに、発泡層７用の樹脂組成物に注入圧力25〜45MPaで不活性ガスを注入することにより物理的に発泡させて、発泡層７を形成することもできる。
【００３６】
このような絶縁電線１では、発泡層７における気泡１１の発泡層最大気泡径が115μm以下であるので、気泡の微細化を達成し、破壊電圧5kV以上を有することができる。また、難燃剤の大量添加を抑制することができ、絶縁体５の軽量化を達成することができる。
【００３７】
従って、リン系難燃剤を用いずに軽量化することができる。
【００３８】
また、非発泡層９がポリプロピレン60〜80質量部と、オレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる樹脂組成物からなり、発泡層７がポリプロピレン100質量部となる樹脂組成物に対して、金属水和物40〜70質量部を含むので、軽量で柔軟性及び難燃性を有する絶縁電線１とすることができる。
【００３９】
本発明の第１実施形態に係る絶縁電線を、以下の実施例を用いて詳細に説明する。
【００４０】
（実施例）
発泡層と非発泡層との２層よりなる絶縁体を有する絶縁電線を押出成形により作製した。発泡層と非発泡層とは、図４の表に示す配合になる。
【００４１】
図４において、発泡層と非発泡層との原料であるポリプロピレンはサンアロマー株式会社のPS201Aであり、非発泡層の原料であるオレフィン系エラストマーはサンアロマー株式会社のQ300Fであり、発泡層の原料である水酸化Ｍｇは協和化学工業株式会社のキスマ5Aである。
【００４２】
発泡層は、各実施例において、ポリプロピレン100質量部に対して、水酸化Ｍｇが40質量部、50質量部、60質量部、70質量部を含み、発泡最大気泡径（発泡気泡径）が65μm、75μm、80μm、90μmのものであった。また、各比較例において、ポリプロピレン100質量部に対して、水酸化Ｍｇが30質量部、80質量部を含み、発泡気泡径が125μmのものであった。
【００４３】
非発泡層は、実施例と比較例共に、ポリプロピレン80質量部とオレフィン系エラストマー20質量部とを含むもの、ポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部とを含むもの、ポリプロピレン60質量部とオレフィン系エラストマー40質量部とを含むものであった。
【００４４】
発泡層の厚さは0.25mm、非発泡層の厚さは0.1mmであった。
【００４５】
導体は、素線構成が37／0.26 (本／mm)、断面積が1.964mm2、外径が1.85mmのものを使用した。
【００４６】
押出成形は、発泡層の樹脂原料に加えられた発泡剤を適切に発泡させるために、押出機の設定温度を、第１シリンダC1は180℃、第２シリンダC2は200℃、第３シリンダC3は210℃、第４シリンダC4は220℃、第５シリンダC5は210℃とし、ヘッド温度を180℃とした。また冷却条件は水冷15℃とし、エアギャップ（押出機ヘッドから水までの距離）を9cmとした。
【００４７】
押出成形により得られた各実施例、各比較例の絶縁電線について柔軟性、加熱変形性、難燃性を評価した。ここで、各特性の評価基準を以下に示す。
【００４８】
柔軟性は、フォースゲージの測定により、4N以下の場合は○印、4Nを超えた場合は×印とした。
【００４９】
加熱変形性は、165℃で1.08Nの荷重をかけ、変形率が20%以下の場合は○印、20%を超えた場合は×印とした。
【００５０】
難燃性は、45度に傾斜させ、15秒接炎させた後、70秒以内に炎が自然と消えた場合は○印、70秒を超えて炎が自然と消える場合、もしくは70秒を超えても炎が消えない場合は×印とした。
【００５１】
なお、発泡気泡径は、光学顕微鏡にて樹脂断面を観察し、最大発泡気泡径を測定した。また、発泡率は、Dを発泡前比重、D'を発泡後比重としたとき、[(D−D')／D]×100 (％)の式にて算出し、35%とした。
【００５２】
各実施例、各比較例についての特性評価を図４の表に併記した。表から明らかなように、本発明に従う各実施例は、柔軟性、加熱変形性及び難燃性の各特性を兼ね備えていた。
【００５３】
これに対して、発泡層の水酸化Ｍｇが40質量部未満としての水酸化Ｍｇ30質量部である比較例１では、難燃性が劣っていた。
【００５４】
また、発泡層の水酸化Ｍｇが70質量部を超えるものとしての水酸化Ｍｇ80質量部を含み、発泡気泡径が115μmを超えるものとしての発泡気泡径125μmである比較例２では、重量が重く、柔軟性が劣っていた。
【００５５】
また、非発泡層のオレフィン系エラストマーが20質量部未満としてのオレフィン系エラストマー10質量部である比較例３では、柔軟性が劣っていた。
【００５６】
また、非発泡層のオレフィン系エラストマーが40質量部を超えるものとしてのオレフィン系エラストマー60質量部である比較例４では、加熱変形性が劣っていた。
【００５７】
次に、従来のリン系難燃剤を用いた絶縁体を有する絶縁電線との比較として、非発泡層のみの１層よりなる絶縁体を有する絶縁電線と、発泡層のみの１層よりなる絶縁体を有する絶縁電線と、発泡層と非発泡層との２層よりなる絶縁体を有する絶縁電線とを押出成形により作製した。
【００５８】
各実施例、各比較例において使用した樹脂の原料は、ポリプロピレンがサンアロマー株式会社のPS201Aであり、オレフィン系エラストマーがサンアロマー株式会社のQ300Fであり、水酸化Ｍｇが協和化学工業株式会社のキスマ5Aである。
【００５９】
非発泡層のみの１層よりなる絶縁体と、発泡層のみの１層よりなる絶縁体と、発泡層と非発泡層との２層よりなる絶縁体の発泡層とは、各実施例、各比較例において、ポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部との組成を有する樹脂組成物に対して、水酸化Ｍｇ60質量部含むものであった。
【００６０】
発泡層と非発泡層との２層よりなる絶縁体の非発泡層は、実施例１３，１４において、ポリプロピレン60質量部とオレフィン系エラストマー40質量部の組成を有する樹脂組成物であった。
【００６１】
また、各実施例、各比較例において、発泡層の発泡率を35%とし、発泡最大気泡径（気泡径）が130μm、95μm、55μmのものであった。なお、各実施例、各比較例は、上述した押出成形によって成形され、気泡径及び発泡率についても上述した方法により測定した。
【００６２】
各実施例、各比較例の破壊電圧、耐温水性、絶縁体重量、絶縁電線の外観について評価した。ここで、各評価の評価基準を以下に示す。
【００６３】
破壊電圧は、ISO 6722に準拠し、5kV以上とした。
【００６４】
耐温水性は、85℃の温水に５週間浸漬させた後、絶縁量の測定により、109Ωmm以上の場合はＯＫ、109Ωmm未満の場合はＮＧとした。
【００６５】
絶縁体重量は、絶縁体の全体（１層のものであればその１層、２層であればその２層の合計）の厚みを0.35mmとしたときの1m当たりの重量を測定した。
【００６６】
絶縁電線の外観は、目視及び手触りにて絶縁体の表面に凹凸がない場合は○印、目視及び手触りにて絶縁体の表面に凹凸がある場合は×印とした。
【００６７】
各実施例、各比較例についての評価を図５の表に併記した。
【００６８】
各実施例、各比較例において、従来のようにリン系難燃剤が添加されていないため、温水による難燃剤のブリードアウト現象がなく、耐温水性については良好な結果を得ることができた。
【００６９】
しかしながら、比較例５では、破壊電圧が25kVと非常に高い耐電圧特性を有してるが、発泡層を有していないため、絶縁体重量が他の比較例よりも非常に重いものであった。
【００７０】
比較例６，７では、絶縁体重量が軽いものであるが、気泡径が大きいため、破壊電圧が低く、十分な耐電圧特性を得ることができなかった。加えて、絶縁体が発泡層のみの１層であるため、外観も悪いものであった。
【００７１】
比較例８では、絶縁体重量が軽く、破壊電圧も良好で耐電圧特性を有しているが、絶縁体が発泡層のみの１層であるため、外観が悪いものであった。
【００７２】
実施例１３，１４では、絶縁体重量が軽く、破壊電圧も良好で耐電圧特性を有し、外観も良好なものであった。
【００７３】
そこで、実施例１３，１４（非発泡層（外層）の厚みが0.1mm、0.15mmの絶縁体）において、発泡層の気泡径を変化させたものにおける破壊電圧を評価した。その結果を図６に示す。なお、これらの比較として、絶縁体が１層（単層）である比較例７において、発泡層の気泡径を変化させたものにおける破壊電圧も示す。
【００７４】
図６に示すように、実施例１３，１４の気泡径が115μm以下のものでは、破壊電圧が5kV以上となり、耐電圧特性をしていた。また、比較例７の気泡径が95μmのものでは、破壊電圧が3kVであり、十分な耐電圧特性を得ることができなかった。
【００７５】
このことから、同一の発泡率でも気泡径を小さくすることで破壊電圧を向上することができ、耐電圧特性を向上させることができるということがわかる。
【００７６】
また、耐電圧特性の向上という観点からは、非発泡層（外層）の厚みを厚くすることで破壊電圧を向上させることができるが、絶縁体の厚みを一定（ここでは0.35mmとする）とした場合には、非発泡層の厚みを厚くすることで発泡層（内層）の厚みが薄くなり、発泡層の断面積が小さくなって、絶縁体の軽量化という効果が薄れてしまう。
【００７７】
従って、絶縁体が非発泡層を有し、発泡層の気泡径を115μm以下としたとき、破壊電圧5kV以上を有する絶縁電線を製造できることがわかる。加えて、絶縁体の非発泡層の厚みを0.1mmとしたとき、従来の発泡させていない絶縁体の絶縁体重量3.62g/mから2.53g/mと30%の絶縁体重量の軽量化を可能とする絶縁電線を製造できることがわかる。
【００７８】
以上の結果から、本発明（実施例）の場合、リン系難燃剤を使用せずに、軽量で耐電圧特性に優れた絶縁電線を製造することができる。一方、本発明を満たさない（比較例）場合、あまり魅力的でない絶縁電線が得られる。
【００７９】
（第２実施形態）
図７，図８を用いて第２実施形態について説明する。
【００８０】
本実施の形態に係る絶縁電線１０１は、絶縁体１０３は、導体３を覆う内部非発泡層１０５と、この内部非発泡層１０５を覆う発泡層７と、この発泡層７を覆う非発泡層９とからなる。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
【００８１】
図７に示すように、絶縁電線１０１は、絶縁体１０３が導体３を被覆して形成されている。絶縁体１０３は、導体３の表面を覆って形成された内部非発泡層１０５と、この内部非発泡層１０５を覆って形成された発泡層７と、この発泡層７を覆って形成された非発泡層９との３層構造となっている。
【００８２】
内部非発泡層１０５は、非発泡層９と同様に、ポリプロピレン60〜80質量部と、オレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる組成を有する樹脂からなる。このため、内部非発泡層１０５は、非発泡層９と同様に、オレフィン系エラストマーを含んでおり、内部非発泡層１０５に対して柔軟性を与え、絶縁体１０３の柔軟性を向上させている。
【００８３】
このような絶縁体１０３における内部非発泡層１０５の厚さｔ３、発泡層７の厚さt４、非発泡層９の厚さt５は、絶縁電線１０１に用いられる絶縁体１０３の全体の厚さの内で、適切に厚さを配分して定めることができる。本実施の形態に係る絶縁体１０３では、内部非発泡層１０５の厚さｔ３を0.05mmとし、発泡層７の厚さｔ４を0.25mmとし、非発泡層９の厚さｔ５を0.05mmとした。
【００８４】
この絶縁電線１０１は、ポリプロピレン60〜80質量部とオレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる組成を有する樹脂組成物を、導体３を覆うように内部非発泡層１０５を押出成形させる。これと同時に、ポリプロピレン100質量部に対して水酸化マグネシウム40〜70質量部を含んだ組成を有する樹脂組成物に発泡剤を添加し、内部非発泡層１０５を覆うように発泡層７を押出成形させる。さらにこれらと同時に、ポリプロピレン60〜80質量部とオレフィン系エラストマー20〜40質量部とを含み100質量部となる組成を有する樹脂組成物を、発泡層７を覆うように非発泡層９を押出成形させる。
【００８５】
また、発泡剤を添加する代わりに、発泡層７用の樹脂組成物に注入圧力25〜45MPaで不活性ガスを注入することにより物理的に発泡させて、発泡層７を形成することもできる。
【００８６】
このような絶縁電線１０１では、絶縁体１０３が導体３を覆う内部非発泡層１０５と、この内部非発泡層１０５を覆う発泡層７と、この発泡層７を覆う非発泡層９とからなる３層構造であっても、発泡層７における気泡１１の発泡層最大気泡径が115μm以下であるので、気泡の微細化を達成し、破壊電圧5kV以上を有することができる。また、難燃剤の大量添加を抑制することができ、絶縁体１０３の軽量化を達成することができる。
【００８７】
従って、リン系難燃剤を用いずに軽量化することができる。
【００８８】
本発明の第２実施形態に係る絶縁電線を、以下の実施例を用いて詳細に説明する。
【００８９】
（実施例）
内部非発泡層と発泡層と非発泡層との３層よりなる絶縁体を有する絶縁電線を押出成形により作製した。内部非発泡層と発泡層と非発泡層とは、図８の表に示す配合になる。
【００９０】
図８において、内部非発泡層と発泡層と非発泡層との原料であるポリプロピレン、内部非発泡層と非発泡層の原料であるオレフィン系エラストマー、発泡層の原料である水酸化Ｍｇは、第１実施形態の実施例と同様である。
【００９１】
内部非発泡層は、各実施例と各比較例共に、ポリプロピレン60質量部とオレフィン系エラストマー40質量部とを含むもの、ポリプロピレン80質量部とオレフィン系エラストマー20質量部とを含むものであった。
【００９２】
発泡層は、各実施例において、ポリプロピレン100質量部に対して、水酸化Ｍｇが40質量部、70質量部を含み、発泡最大気泡径（発泡気泡径）が65μm、90μmのものであった。また、各比較例において、ポリプロピレン100質量部に対して、水酸化Ｍｇが30質量部、80質量部を含み、発泡気泡径が125μmのものであった。また、発泡率は、各実施例、各比較例共に、35%とした。
【００９３】
非発泡層は、実施例と比較例共に、ポリプロピレン60質量部とオレフィン系エラストマー40質量部とを含むもの、ポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部とを含むもの、ポリプロピレン80質量部とオレフィン系エラストマー20質量部とを含むものであった。
【００９４】
内部非発泡層の厚さは0.05mm、発泡層の厚さは0.25mm、非発泡層の厚さは0.05mmであった。
【００９５】
導体は、第１実施形態の実施例と同様であり、押出成形についても、第１実施形態の実施例と同様に行った。
【００９６】
押出成形により得られた各実施例、各比較例の絶縁電線について柔軟性、加熱変形性、難燃性を評価した。なお、各特性の評価基準は、第１実施形態の実施例と同様である。
【００９７】
各実施例、各比較例についての特性評価を図８の表に併記した。表から明らかなように、本発明に従う各実施例は、柔軟性、加熱変形性及び難燃性の各特性を兼ね備えていた。
【００９８】
これに対して、発泡層の水酸化Ｍｇが40質量部未満としての水酸化Ｍｇ30質量部である比較例９では、難燃性が劣っていた。
【００９９】
また、発泡層の水酸化Ｍｇが70質量部を超えるものとしての水酸化Ｍｇ80質量部を含み、発泡気泡径が115μmを超えるものとしての発泡気泡径125μmである比較例１０では、重量が重く、柔軟性が劣っていた。
【０１００】
また、非発泡層のオレフィン系エラストマーが20質量部未満としてのオレフィン系エラストマー10質量部である比較例１１では、柔軟性が劣っていた。
【０１０１】
また、非発泡層のオレフィン系エラストマーが40質量部を超えるものとしてのオレフィン系エラストマー60質量部である比較例１２では、加熱変形性が劣っていた。
【０１０２】
以上の結果から、３層構造の絶縁電線においても、本発明（実施例）の場合、リン系難燃剤を使用せずに、軽量で耐電圧特性に優れた絶縁電線を製造することができる。一方、本発明を満たさない（比較例）場合、あまり魅力的でない絶縁電線が得られる。
【０１０３】
（第３実施形態）
図９〜図１９を用いて第３実施形態について説明する。
【０１０４】
本実施の形態に係る絶縁電線２０１は、導体３を覆う絶縁体２０３を有し、この絶縁体２０３は、発泡層２０５と、この発泡層２０５を覆う非発泡層９とを備えている。
【０１０５】
そして、発泡層２０５は、発泡最大気泡径が80μm以下である。
【０１０６】
また、発泡層２０５は、絶縁体材料の硬度がショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲である。
【０１０７】
なお、本実施の形態に係る絶縁電線２０１では、発泡層２０５の組成が第１実施形態の発泡層７と同様であり、非発泡層９の組成が第１実施形態の非発泡層９と同様であるので、構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。また、絶縁電線２０１の成形方法も、第１実施形態と同様に行っているので、ここでの説明は省略する。
【０１０８】
また、発泡層２０５における気泡２０７の形成方法も、第１実施形態の発泡層７における気泡１１の形成方法と同様であるので、第１実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
【０１０９】
図９，図１０に示すように、絶縁電線２０１は、絶縁体２０３が導体３を被覆して形成されている。絶縁体２０３は、導体３の表面を覆って形成された発泡層２０５と、この発泡層２０５を覆って形成された非発泡層９との２層構造となっている。
【０１１０】
この絶縁電線２０１は、導体３が絶縁体２０３の被覆が剥離（以下、皮むきとする）されて外部に露出され、この露出された部分に端子２０９が圧着される。また、絶縁電線２０１の導体３が皮むきされていない部分の絶縁体２０３には、端子２０９の一対の足部２１１，２１３が加締められる。
【０１１１】
ここで、本発明の絶縁電線のような自動車用電線において、導体３から絶縁体２０３の被覆を皮むきし、端子２０９の圧着を行う工程では、端子２０９の圧着不良の観点から皮むき寸法が非常に重要となっている。詳細には、絶縁電線２０１から絶縁体２０３をある一定の長さで導体３から切り離す工程においては、決められた長さでの皮むきが必要であり、決められた長さ以外で皮むきされた電線に端子２０９を圧着した場合、以下のような接続不良を引き起こす可能性がある。
【０１１２】
決められた長さよりも皮むきが短い場合の電線では、導体３と端子２０９との接触断面積が小さくなり、接触抵抗が大きくなってしまう。決められた長さよりも皮むきが長い場合の電線では、端子２０９の一対の足部２１１，２１３が保持する絶縁体２０３が短くなってしまい、足部２１１，２１３による絶縁体２０３の保持が不十分となってしまう。このように絶縁電線の皮むき寸法が決められた長さ以外では、上記のような接続不良が多発してしまう可能性があった。
【０１１３】
このような皮むき寸法精度の向上のためには、発泡層２０５を非発泡層９のみとすることが考えられるが、非発泡層９のみの絶縁体２０３では絶縁電線２０１が非常に重量化してしまう。加えて、非発泡層９の厚みを厚くすることで、皮むき寸法精度の向上や破壊電圧の向上が可能であるが、発泡層２０５の断面積が小さくなってしまい、絶縁電線２０１の軽量化の効果が薄れてしまう。また、発泡層２０５の材料硬度を高くさせることによって、皮むき精度を向上させることが考えられるが、発泡層２０５の材料硬度を高くし過ぎてしまうと、絶縁電線２０１の柔軟性が低下してしまう。
【０１１４】
そこで、発泡層２０５は、複数の気泡２０７のうち最大である気泡２０７の気泡径、すなわち最大気泡径を80μm以下とした。また、絶縁体２０３では、発泡層２０５の厚さｔ６を0.25mmとし、非発泡層９の厚さｔ７を0.1mmとした。さらに、発泡層２０５は、絶縁体材料の硬度をショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲となるように設定した。
【０１１５】
このような絶縁電線２０１では、発泡層２０５における気泡２０７の発泡層最大気泡径が80μm以下であるので、気泡をさらに微細化させ、絶縁体２０３の軽量化を維持しつつ、皮むき寸法精度及び破壊電圧を向上させることができる。
【０１１６】
従って、軽量な絶縁体２０３で、且つ切断から端子２０９の圧着の工程において加工性を向上することができる。
【０１１７】
また、発泡層２０５は、絶縁体材料の硬度がショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲に設定されているので、絶縁体２０３の柔軟性を維持しつつ、皮むき寸法精度を向上することができる。
【０１１８】
本発明の第３実施形態に係る絶縁電線を、以下の実施例を用いて詳細に説明する。
【０１１９】
（実施例）
まず、非発泡層と発泡層とが皮むき寸法精度に与える影響を工程能力指数（Cpk）によって評価するため、比較例として、導体を被覆する絶縁体が非発泡層のみの絶縁電線と、発泡層のみの絶縁電線とを押出成形により作製した。
【０１２０】
非発泡層は、比較例１３がポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部とを含むもの、比較例１４がポリプロピレン90質量部とオレフィン系エラストマー10質量部とを含むものであった。
【０１２１】
発泡層は、比較例１５がポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含み、最大気泡径が75μmのもの、比較例１６がポリプロピレン90質量部とオレフィン系エラストマー10質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含み、最大気泡径が75μmのものであった。
【０１２２】
非発泡層と発泡層の厚さは、共に0.35mmであった。
【０１２３】
導体は、第１実施形態の実施例と同様であり、押出成形についても、第１実施形態の実施例と同様に行った。
【０１２４】
絶縁体材料硬度は、JIS K 7215に準拠し、ショア硬度計Ｄ型により測定した。
【０１２５】
発泡率（％）は、第１実施形態の実施例と同様に算出し、比較例１５，１６共に35％とした。
【０１２６】
最大気泡径（μm）は、第１実施形態の実施例と同様に測定し、比較例１５，１６共に75μmとした。
【０１２７】
電線柔軟性（Ｎ）は、フォースゲージにより測定した。
【０１２８】
皮むき寸法精度（Cpk）は、各比較例の絶縁電線５０本に対して、皮むき寸法5mm±0.5mmの範囲で皮むきし、次の式により算出した。Cpk＝（1−ｋ）／｛（5.5−4.5）／（6σ）｝ここで、σは５０本の標準偏差、ｋは（５０本の平均値−5）／（0.5）とする。
【０１２９】
絶縁体重量（ｇ/m）は、第１実施形態の実施例と同様に測定した。
【０１３０】
絶縁破壊電圧（kV）は、第１実施形態の実施例と同様に測定した。
【０１３１】
なお、工程能力指数（ここでは、皮むき寸法精度）（Cpk）は、一般に1.67以上あれば工程として十分に管理されている状態とされているので、本実施例ではCpk＝1.67以上を良好とする。また、絶縁破壊電圧は、第１実施形態の実施例と同様に、5kV以上を良好とする。さらに、電線柔軟性は、第１実施形態の実施例と同様に、4N以下を良好とする。
【０１３２】
各比較例についての測定結果を図１１の表に併記した。表から明らかなように、発泡層のみである比較例１５，１６では、非常に高い軽量性が得られるものの、非発泡層のみである比較例１３，１４に比べて、皮むき寸法精度及び絶縁破壊電圧が著しく低下していた。
【０１３３】
そこで、絶縁電線の絶縁体の構成を非発泡層（外層）と発泡層（内層）との２層構造にして同様の評価を行うため、比較例として、非発泡層と発泡層との厚さの異なる絶縁体を有する絶縁電線を押出成形により作製した。
【０１３４】
非発泡層は、各比較例において、ポリプロピレン90質量部とオレフィン系エラストマー10質量部とを含むものであった。
【０１３５】
発泡層は、各比較例において、ポリプロピレン90質量部とオレフィン系エラストマー10質量部と水酸化Ｍｇ80質量部とを含み、最大気泡径が100μmのものであった。
【０１３６】
非発泡層（外層）の厚さは0.05mm〜0.2mm、発泡層（内層）の厚さは0.3mm〜0.15mmであり、絶縁体全体の厚みで0.35mmとなるものであった。
【０１３７】
各比較例についての測定結果を図１２の表に併記した。表から明らかなように、非発泡層（外層）の厚みを厚くすると、皮むき寸法精度及び絶縁破壊電圧が向上することが確認されるが、発泡層（内層）が薄くなる、すなわち発泡層の断面積が小さくなるため、絶縁体重量が増加してしまい、絶縁電線の軽量性が低下してしまう。
【０１３８】
そこで、発泡層の最大気泡径による影響を同様に評価するため、非発泡層と発泡層との２層構造からなり、発泡層の最大気泡径が異なる絶縁電線を押出成形により作製した。
【０１３９】
非発泡層と発泡層とは、各実施例と各比較例共に、上記の２層構造の絶縁電線と絶縁体の組成が同様であった。
【０１４０】
発泡層は、各実施例において、最大気泡径が75μm、55μmのものであった。また、各比較例において、最大気泡径が100μm、90μmのものであった。
【０１４１】
非発泡層（外層）の厚さは0.1mm、発泡層（内層）の厚さは0.25mmであった。
【０１４２】
なお、各実施例と各比較例における気泡径の標準偏差を算出した。
【０１４３】
各実施例と各比較例についての測定結果を図１３の表に併記した。表から明らかなように、本発明に従う実施例２１，２２は、皮むき寸法精度及び絶縁破壊電圧が良好であった。
【０１４４】
最大気泡径が80μmを超える比較例２１，２２では、絶縁破壊電圧は良好であるが、皮むき寸法精度が劣っていた。
【０１４５】
また、最大気泡径と標準偏差との関係を見ると、最大気泡径が小さくなれば、気泡のばらつきも抑制される、つまり均一になることがわかる。
【０１４６】
ここで、皮むき寸法精度と最大気泡径との関係を図１４に示す。図１４に示すように、実施例２１，２２の気泡径が80μm以下のものでは、皮むき寸法精度が1.67以上となり、皮むき寸法精度が向上されていた。また、比較例２１，２２の気泡径が80μmを超えるものでは、皮むき寸法精度が1.67を大きく下回っており、皮むき寸法精度が低下していた。
【０１４７】
このことから、絶縁体が非発泡層と発泡層との２層からなり、非発泡層よりも発泡層の厚みが厚くても、気泡径を80μm以下とすることで皮むき寸法精度を向上させることができるということがわかる。
【０１４８】
次に、発泡層の絶縁体材料の硬度よる影響を同様に評価するため、発泡層の絶縁体材料の硬度が異なる絶縁電線を押出成形により作製した。
【０１４９】
非発泡層は、各実施例と各比較例共に、上記の２層構造の絶縁電線と絶縁体の組成が同様であった。
【０１５０】
発泡層は、各実施例において、ポリプロピレン100質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含むもの、ポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含むものであった。また、各比較例において、ポリプロピレン40質量部とオレフィン系エラストマー60質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含むもの、ポリプロピレン30質量部とオレフィン系エラストマー70質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含むものであった。
【０１５１】
発泡層の絶縁体材料の硬度（内層材料硬度）は、各実施例において、65、55であった。また、各比較例において、50、41であった。
【０１５２】
発泡層における最大気泡径は、各実施例と各比較例共に、75μmであった。
【０１５３】
各実施例と各比較例についての測定結果を図１５の表に併記した。表から明らかなように、本発明に従う実施例２３，２４は、皮むき寸法精度が良好であった。
【０１５４】
内層材料硬度がショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲にない比較例２３，２４では、皮むき寸法精度が劣っていた。
【０１５５】
ここで、電線柔軟性と内層材料硬度との関係を図１６に示す。図１６に示すように、各実施例と各比較例共に、電線柔軟性が良好であると判断される4N以下にほぼ位置している。このため、内層材料硬度は65以下であることが必要であるとわかる。
【０１５６】
次に、皮むき寸法精度と内層材料硬度との関係を図１７に示す。図１７に示すように、実施例２３，２４の内層材料硬度が54以上から65以下の範囲にあるものでは、皮むき寸法精度が1.67以上となり、皮むき寸法精度が向上されていた。また、比較例２３，２４の内層材料硬度が54以上から65以下の範囲にないものでは、皮むき寸法精度が1.67を下回っており、皮むき寸法精度が低下していた。
【０１５７】
このことから、発泡層の絶縁体材料の硬度をショアＤ硬度で54以上から65以下の範囲とすることで皮むき寸法精度を向上させることができるということがわかる。
【０１５８】
次に、非発泡層の絶縁体材料の硬度よる影響を同様に評価するため、発泡層の絶縁体材料の硬度が異なる絶縁電線を押出成形により作製した。
【０１５９】
非発泡層は、各実施例において、ポリプロピレン100質量部を含むもの、ポリプロピレン70質量部とオレフィン系エラストマー30質量部とを含むもの、ポリプロピレン40質量部とオレフィン系エラストマー60質量部とを含むもの、ポリプロピレン30質量部とオレフィン系エラストマー70質量部とを含むものであった。
【０１６０】
発泡層は、各実施例において、ポリプロピレン100質量部と水酸化Ｍｇ40質量部とを含むものであった。
【０１６１】
非発泡層の絶縁体材料の硬度（外層材料硬度）は、各実施例において、65、55、50、41であった。
【０１６２】
発泡層の絶縁体材料の硬度（内層材料硬度）は、各実施例において、55であった。
【０１６３】
発泡層における最大気泡径は、各実施例において、75μmであった。
【０１６４】
各実施例についての測定結果を図１８の表に併記した。表から明らかなように、全ての実施例において、皮むき寸法精度が良好であった。
【０１６５】
ここで、皮むき寸法精度と外層材料硬度との関係を図１９に示す。図１９に示すように、全ての実施例において、皮むき寸法精度が1.67以上となり、各実施例間で大きな差異は見られなかった。
【０１６６】
このことから、非発泡層の絶縁体材料の硬度は、皮むき寸法精度に影響を及ぼさないということがわかる。
【０１６７】
また、皮むき寸法精度の向上という観点からは、非発泡層（外層）の厚みを厚くすることで皮むき寸法精度を向上させることができるが、絶縁体の厚みを一定（ここでは0.35mmとする）とした場合には、非発泡層の厚みを厚くすることで発泡層（内層）の厚みが薄くなり、発泡層の断面積が小さくなって、絶縁体の軽量化という効果が薄れてしまう。
【０１６８】
従って、絶縁体が非発泡層を有し、発泡層の気泡径を80μm以下としたとき、皮むき寸法精度（Cpk）が1.67以上を有する絶縁電線を製造できることがわかる。加えて、絶縁体の非発泡層の厚みを0.1mmとし、発泡層の厚みを0.25mmとしたとき、従来の発泡させていない絶縁体の絶縁体重量3.62g/mから2.47g/mと32%の絶縁体重量の軽量化を可能とする絶縁電線を製造できることがわかる。
【０１６９】
以上の結果から、本発明（実施例）の場合、軽量で、且つ切断から端子の圧着の工程において加工性に優れた絶縁電線を製造することができる。一方、本発明を満たさない（比較例）場合、あまり魅力的でない絶縁電線が得られる。
【０１７０】
なお、本発明の実施の形態に係る絶縁電線では、導体がより線の例を示しているが、これに限定されず、単線であってもよい。また、導体自身についても特に限定されず、自動車用低圧絶縁電線に使用される導体を適用することができる。
【０１７１】
また、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は、幾多の変形が可能であり、明細書及び図面に記載された実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１０１，２０１…絶縁電線
３…導体
５，１０３，２０３…絶縁体
７，２０５…発泡層
９…非発泡層
１０５…内部非発泡層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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